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Confirmation de la validité d'un théorème central de physique pour les condensats de Bose-Einstein

Des physiciens de l’Université de Bonn ont prouvé expérimentalement qu’un significant théorème de physique statistique s’applique aux “condensats de Bose-Einstein”. Leurs résultats permettent désormais de mesurer certaines propriétés des “superparticules” quantiques et d’en déduire des caractéristiques du système difficilement observables autrement. L’étude a maintenant été publiée dans Actual physical Evaluate Letters.

Supposons qu’il y ait devant vous un récipient rempli d’un liquide inconnu. Votre objectif est de savoir de combien les particules qu’il contient (atomes ou molécules) se déplacent d’avant en arrière de manière aléatoire en raison de leur énergie thermique. Cependant, vous ne disposez pas d’un microscope avec lequel vous pourriez visualiser ces fluctuations de place connues sous le nom de “mouvement brownien”.

Il s’avère que vous n’en avez pas du tout besoin : vous pouvez aussi simplement attacher un objet à une ficelle et le tirer à travers le liquide. in addition votre liquide est visqueux. Et as well as il est visqueux, moins les particules dans le liquide changent de position en moyenne. La viscosité à une température donnée peut donc être utilisée pour prédire l’ampleur des fluctuations.

La loi physique qui décrit cette relation fondamentale est le théorème de fluctuation-dissipation. En termes simples, il déclare :, moins il fluctuera également de manière aléatoire (c’est-à-dire statistiquement) si vous le laissez seul. “Nous avons maintenant confirmé pour la première fois la validité du théorème pour un groupe spécial de systèmes quantiques  : les condensats de Bose-Einstein”.

deviennent indiscernables. Plusieurs centaines ou milliers d’entre eux fusionnent en une seule “super particule” – le condensat de Bose-Einstein (BEC).

Dans un liquide à température finie, les molécules vont et viennent au hasard. Plus le liquide est chaud, furthermore ces fluctuations thermiques sont prononcées. Les condensats de Bose-Einstein peuvent également fluctuer : Le nombre de particules condensées varie. Et cette fluctuation augmente également avec la hausse de la température. additionally la fluctuation de leur nombre de particules est importante, plus ils doivent réagir avec sensibilité à une perturbation externe”, souligne Schmitt. “Malheureusement, le nombre de fluctuations des BEC habituellement étudiés dans les gaz atomiques ultra-froids est trop faible pour tester cette relation.”

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le nombre de particules de lumière condensées fluctue désormais beaucoup moins.

déclare Schmitt.

Le financement:

Le projet a été financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG). et le ministère fédéral allemand des Affaires économiques et de l’Action pour le climat (BMWK).